一种空气质量检测仪的制作方法

本实用新型涉及环保检测领域，尤其涉及一种空气质量检测仪。

背景技术：

随着市场经济的发展和生活水平的提高，人们对家庭生活环境的安全要求也越来越高。空气作为人们生存的必要条件，它的质量直接影响人们的身体健康，室内空气质量日益受到重视。尤其是刚装修的房子，由于大多装修材料或多或少的都会释放甲醛等有毒气体，对人们的身体健康造成巨大的威胁和破坏。

然而，在家具、涂料和室内装潢中，关于甲醛等有毒气体浓度的信息大部分处于“半遮面”状态，普通家庭想要检测室内空气质量，需要请第三方检测机构，使用专业的检测仪器及设备进行检测。由于家具中的甲醛等有毒气体会因室内环境(如温度、湿度、光照度)不同，释放量不同，因此，一次的测试数据并不能用来评估室内空气质量。目前检测治理机构对室内空气的测试时间一般不超过半天，评估数据并不准确，如果想要准确的评估，需要多次雇请第三方检测机构，费用昂贵。

中国专利文献CN 202994757U公开了一种便携式室内空气质量检测仪，该专利包括微控制器模块和充电电池，以及与微控制器模块相接的数据存储模块和触摸式液晶显示屏，充电电池的输出端接有电池电量检测电路模块，微控制器模块内部集成有A/D转换器，A/D转换器的输入端接有信号分时复用电路，信号分时复用电路的输入端接有信号调理电路模块信号调理电路模块的输入端接有甲醛气体传感器、氨气传感器、苯气检测传感器和TVOC传感器，微控制器模块的输出端接有电池电量指示灯、甲醛气体浓度超限指示灯、氨气浓度超限指示灯、苯气浓度超限指示灯和TVOC浓度超限指示灯。但是该专利有以下不足：1)数据采集量多且复杂，对数据存储模块容量以及微控制器模块的数据处理能力要求高，成本高；2)采用持续测试的方式，在环境条件相同的情况下得到大量相同数据，既占用存储容量，又为后续的数据分析增加了工作量；3)采用电网或电池供电，不利于在未通电地区持续开展空气质量检测工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种空气质量检测仪，气体检测单元通过开关芯片与储能模块连接，而开关芯片的状态由环境检测单元和时钟单元控制，能够提高气体检测单元的有效检测率，减少了中央处理器对大量相同、重复数据的处理，有效减少运算负荷，提高数据存储模块的利用率；优先采用太阳能充电模式，节能环保，即使在偏远未通电的地方也可以顺利开展空气质量检测工作。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种空气质量检测仪，包括中央处理器、A/D转换模块、检测模块以及电源模块，所述A/D转换模块、电源模块均与中央处理器连接，所述电源模块包括市电电网、太阳能组件、储能模块以及选择开关，所述储能模块、选择开关均与中央处理器连接，在中央处理器的控制下储能模块通过选择开关选择性地与市电电网或太阳能组件连接；所述检测模块包括气体检测单元、环境检测单元、时钟单元以及开关芯片，气体检测单元与A/D转换模块连接，并通过开关芯片与储能模块连接，环境检测单元和时钟单元均与开关芯片连接，环境检测单元和时钟单元的输出信号用于控制开关芯片的接通或断开；所述储能模块同时与环境检测单元、时钟单元连接，为其提供稳定工作电压，所述环境检测单元同时与A/D转换模块连接，时钟单元同时与中央处理器连接。

进一步地，所述电源模块还包括储能管理单元，所述储能管理单元同时与中央处理器、储能模块连接，监测储能模块的电量，并将数据反馈至中央处理器，由中央处理器控制选择开关与市电电网或太阳能组件连接，为储能模块充电。

再进一步地，所述气体检测单元包括甲醛检测器、PM2.5检测器、一氧化碳检测器、可燃气体检测器。

更进一步地，所述环境检测单元包括温度传感器、湿度传感器、光亮传感器。

优选地，还包括与中央处理器连接的数据存储模块、GSM模块。

优选地，所述数据存储模块可扩展。

优选地，所述开关芯片的型号为AD7410。

优选地，所述时钟单元选用循环时钟单元，其型号为SSD-263。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型中气体检测单元通过开关芯片与储能模块连接，当环境检测单元监测到温度、湿度、光亮度中的一种或几种发生变化时，开关芯片接通，即气体检测单元通电，进入气体数据的收集；环境检测单元和时钟单元直接与储能模块连接，一直处于工作状态，如果环境长期趋于稳定，即中央处理器接收到的温度、湿度、光亮度数据保持不变，由于时钟单元与中央处理器连接，当到达一个循环周期时，开关芯片的连接状态发生一次改变，气体检测单元定时地进行气体数据收集，避免向中央处理器传输大量相同的数据；一旦中央处理器接收到的温度、湿度、光亮度数据发生变化时，不管开关芯片当前的状态如何，开关芯片立即接通，气体检测单元再次通电，进行气体数据的收集，开关芯片接通的同时，中央处理器控制时钟单元清零，然后进入循环计时模式，当到达设定的时间时，开关芯片断开，气体检测单元完成一个周期的气体检测；如此循环，气体检测单元在室内环境发生变化时工作，或者按照时钟单元设定的时间间断性地进行工作，提高了气体检测单元的有效检测率，减少了中央处理器对大量相同、重复数据的处理，有效减少了运算负荷，提高了数据存储模块的利用率。

(2)本实用新型中电源模块由市电电网、太阳能组件、选择开关、储能模块以及储能管理单元组成，储能模块同时向中央处理器、A/D转换模块、环境检测单元、时钟单元、数据存储模块、GSM模块、显示单元连接，并通过开关芯片与气体检测单元连接，向其提供稳定的工作电压，储能管理单元对储能模块进行电量监测并将电量数据发送至中央处理器，当电量数据低于其内部设定的电量最低值时，中央处理器控制选择开关与市电电网或者太阳能组件连接，对储能模块进行充电，为各个模块的稳定工作提供可靠保障。

(3)本实用新型中环境检测单元的温度、湿度、光亮度数据直接通过A/D转换模块传送至中央处理器，当需要对储能模块进行充电时，中央处理器根据光亮度数据优化选择开关的连接，如果光亮度数据满足太阳能充电的条件，选择开关与太阳能组件连接，进行太阳能充电；相反，如果光亮度数据不满足太阳能充电的条件，选择开关与市电电网连接，进行市电充电；充分利用环境检测单元的数据，优先采用太阳能充电模式，节能环保，即使在偏远的未通电的地方也可以顺利开展空气质量检测工作。

附图说明

图1是本实用新型的系统框图。

图2是本实用新型中气体检测单元、环境检测单元、开关芯片与A/D转换模块的连接示意图。

附图中各模块的名称为：

1-中央处理器，2-A/D转换模块，3-检测模块，31-气体检测单元，32-环境检测单元，33-时钟单元，4-电源模块，41-市电电网，42-太阳能组件，43-储能模块，44-选择开关，45-储能管理单元，5-数据存储模块，6-GSM模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

根据附图1所示，一种空气质量检测仪，包括中央处理器1、A/D转换模块2、检测模块3、电源模块4、可扩展的数据存储模块5、GSM模块6；所述A/D转换模块2、电源模块4、数据存储模块5、GSM模块6均与中央处理器1连接。

所述电源模块4包括市电电网41、太阳能组件42、储能模块43、选择开关44以及储能管理单元45，储能模块43、选择开关44均与中央处理器1连接，在中央处理器1的控制下储能模块43通过选择开关44选择性地与市电电网41或太阳能组件42连接，储能管理单元45同时与中央处理器1、储能模块43连接，用于监测储能模块43的电量。

所述检测模块3包括气体检测单元31、环境检测单元32、时钟单元33以及开关芯片34，气体检测单元31与A/D转换模块2连接，并通过开关芯片34与储能模块43连接，环境检测单元32和时钟单元33均与开关芯片34连接，环境检测单元32和时钟单元33的输出信号用于控制开关芯片34的接通或断开；所述储能模块43同时与环境检测单元32、时钟单元33、数据存储模块5、GSM模块6、显示单元连接，为其提供稳定工作电压，所述环境检测单元32同时与A/D转换模块2连接，时钟单元33同时与中央处理器1连接。

如图2所示，气体检测单元31包括甲醛检测器、PM2.5检测器、一氧化碳检测器、可燃气体检测器，分别对室内气体的甲醛含量、PM2.5数值、一氧化碳含量、可燃气体含量进行检测；环境检测单元32包括温度传感器、湿度传感器和光亮传感器；所述温度传感器、湿度传感器、光亮传感器采集的温度、湿度、光亮度数据通过A/D转换模块2传输至中央处理器1，温度传感器、湿度传感器、光亮传感器以及时钟单元33均同时与储能模块43和开关芯片34连接，开关芯片34型号为AD7410；温度传感器、湿度传感器、光亮传感器以及时钟单元33一直处于工作状态，时钟单元33采用型号为SSD-263的循环时钟单元，向中央处理器1提供循环的高电平和低电平；当时钟单元33输出高电平时，在该时间内，不管温度传感器、湿度传感器、光亮传感器的信号有没有发生变化，开关芯片34为接通状态，即储能模块43与气体检测单元31连接，气体检测单元31采集气体数据；当时钟单元33输出低电平时，在该时间内，如果温度传感器、湿度传感器、光亮传感器的信号均保持不变，开关芯片34保持断开状态，气体检测单元31断电，暂停工作，但是如果在该时间内，温度传感器、湿度传感器、光亮传感器中任何一个或几个信号发生改变时，开关芯片34转为接通状态，气体检测单元31通电工作。

如果环境长期趋于稳定，即中央处理器1接收到的温度、湿度、光亮度数据保持不变，在时钟单元33的作用下，当到达一个循环周期时，开关芯片34的连接状态发生一次改变，气体检测单元31间隔的进行气体数据采集；而一旦中央处理器1接收到的温度、湿度、光亮度数据发生变化时，不管开关芯片34当前的状态如何，开关芯片34立即接通，气体检测单元31再次通电工作，而开关芯片34接通的同时，中央处理器1控制时钟单元33清零，然后进入循环计时模式，低电平时气体检测单元31断电暂停工作，高电平时气体检测单元31通电工作，如此循环，气体检测单元31在室内环境发生变化时工作，或者按照时钟单元设定的时间周期性地工作，提高了气体检测单元31的有效检测率，有效减少了中央处理器1的运算负荷，提高数据存储模块5的利用率。同时，数据存储模块5可扩展，并可与PC机通信连接，便于检测人员进行进一步分析；由于检测的数据量较大，在中央处理器1内可设定甲醛含量、PM2.5数值、一氧化碳含量、可燃气体含量的标准值，当中央处理器1接收到的数据中任何一项超出标准值时，GSM模块6向用户手机发送当前的超标数据。

储能管理单元45对储能模块43进行电量监测，并将电量数据发送至中央处理1，当电量数据低于其内部设定的电量最低值时，中央处理器1控制选择开关44与市电电网41或者太阳能组件42连接，对储能模块43进行充电，为各个模块的稳定工作提供可靠保障。需要对储能模块43进行充电时，中央处理器1根据光亮度数据优化选择开关44的连接，如果光亮度数据满足太阳能充电的条件，选择开关44与太阳能组件42连接，进行太阳能充电；相反，如果光亮度数据不满足太阳能充电的条件，选择开关44与市电电网41连接，进行市电充电；充分利用环境检测单元31的数据，优先采用太阳能充电模式，节能环保，即使在偏远的未通电的地方也可以顺利开展空气质量检测工作。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。